专利名称：一种x80钢及其所制耐低温管件和管件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种X80钢及其所制耐低温管件和管件的制造方法。
背景技术：
随着高寒地带的石油、天然气等资源的开发，各种输油、输气管线陆续开工，对输送钢管的要求也不断提高。西气东输二线管道高寒地段站场和阀室，最低气温可达_45°C， 许多站场管件需裸露在寒冷的外部环境下服役，需求大量耐低温用管件。今后，在高寒地区将建设大量的管线，对低温管件的需求潜力巨大。因此，开发低温管件，具有非常广阔的市场应用前景。目前国内管线钢管件大部分在-35 V以上环境温度下使用，而在低于-35°C的环境温度下，管件的力学性能，尤其是管体焊缝及热区的韧性明显下降。专利CN100547106C 虽然公开了一种X80钢，及在管件中的应用和管件的制作方法，但是所制管件不具有耐低温性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种X80钢及其所制耐低温管件和管件的制造方法。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是 一种X80钢，其特征在于按质量百分比由以下元素组成
C 0. 05-0. 1 P 彡 0.015 Ni 0. 6-3. 5 V 彡 0. 05 Ti 彡 0.02
Si 0. 1-0. 3 S 彡 0.01 Cr 0. 08-0. 4
Nb
0. 03-0. 1
B 彡 0.001
Mn 1. 2-1. 9 Al 彡 0. 05 Cu 0. 05-0. 3 Mo 0. 1-0. 35
余量为Fe。控制Ceq 为 0. 39-0. 5% pcm 为 0. 15-0. 25%。X80钢所制耐低温管件，管件为三通或弯头。三通或弯头的直径为406 1422mm、壁厚为15 60_。耐低温管件的制作方法为X80钢制成钢板，钢板卷筒，用焊丝焊接完成后采用模具热压成型，其中模具热压成型温度800 1000°C，管件成型后最终采用淬火加回火工艺，淬火温度900 1050°C，回火温度520 650°C，冷却速度大于15°C /s，所用焊丝中含 Ni质量百分比为2. 5-3. 6%ο焊丝质量百分比组成为:C 0. 06-0. 10%、Si 0. 10-0. 35%、Mn 0. 9-1. 5%、P 彡 0. 016%、S 彡 0. 010%、Ni 2. 5-3. 6%、Mo 0-0. 50%、Cr 0-0. 10%、Cu 0-0. 30%、 V 0-0. 01%、Ti 0-0. 01%、B 0-0. 001%，余量为铁。焊丝制造直径为2. 0-4. 2mm。本发明提供的上述的X80钢，为保证材料本身具有高的淬透性从而保证制造冷却后获得贝氏体组织或贝氏体+马氏体组织，进而使管件的性能达到X80钢的性能水平，所以在其成分设计上，必须保证C及合金元素的含量，如Mn、Mo、Ni、Cu、Nb等，其总合金含量按碳当量Ceq必须大于0. 39%，其中C含量必须大于0. 05%。为了保证管件具有较高的低温韧性冲击性能，降低钢的低温脆化转变温度，所以适当提高Ni含量，且Ni含量不能低于0. 6%， 但由于管件在实际施工时，还需要与管线钢管进行对接焊接，其可焊性也是应该重视的关键问题，因此，其总合金含量按碳当量Ceq必须小于0. 50%，其中C含量必须小于0. 10%, Ni 含量必须不大于3. 5%。采用上述技术方案所产生的有益效果在于
本发明的X80钢管件管体屈服强度大于555Mpa，抗拉强度大于625Mpa ；管件耐_45°C 的低温，_45°C时管件管体、焊缝及焊接热影响区的低温冲击韧性平均值大于40J，完全满足X80管件的技术要求，适合高寒地带石油、天然气输送管道使用。适当提高Ni含量，Ni 含量不能低于0. 6%，保证了管件具有较高的低温韧性冲击性能，降低了钢的低温脆化转变温度。并且在焊丝中提高了 Ni的含量，提高了低温环境中管件焊缝的韧性。因为Ni可以显著降低钢的脆化转变温度，提高钢在低温下的韧性，Ni和狗可以无限固溶，扩大铁的奥氏体区，是形成和稳定奥氏体区的主要合金元素。另外Ni还可以一定程度上提高钢的淬透性，含Ni钢的碳含量可适当降低，因而可使钢的韧性和塑性有所改善。加入一定量的Nb、 V、Ti可以抑制加热过程中奥氏体晶粒的长大，延迟钢加热时在奥氏体区的再结晶，使得相变前的奥氏体晶粒较小，为淬火后得到细小的组织奠定基础。Mn元素可以起到固溶强化、细晶强化和相变强化的效果，不仅增加了 X80管线钢的强度，同时还提高了钢的韧性，降低了钢的韧脆转变温度。Mo可以增强钢的强度和淬透性，抑制回火脆性。Cr可以减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性、强度和硬度。
具体实施例方式
实施例1
一种X80钢按质量百分比各元素含量为 C 0.05Si 0. 1Mn 1. 2
Ni 0.6Cr 0.08Cu 0.05
Mo 0.1Nb 0.03 余量为 Fe。制成直径为406mm，厚度为15mm的三通。制作方法为采用钢板卷筒，用高M焊丝焊接完成后采用模具热压成型，焊丝含M质量为2. 5%，其中成型温度800°C，管件成型后最终采用淬火加回火工艺，淬火温度 900°C，回火温度520，冷却速度大于15°C /s。焊丝质量百分比组成
C0. 06Si0. 1Mn0. 9P0S0Ni2. 5Mo0Cr0Cu0V0Ti0B0余量为狗。焊丝直径为2.0mm。实施例2:
一种X80钢按质量百分比各元素含量为C0. 1Si0.3Mn1. 9P0. 015S0.01Al0. 05Ni3. 5Cr0.4Cu0. 3V0. 05NbC1. 1Mo0. 35Ti0. 02B0.001余量为狗。制成直径为1422mm，厚度为60mm的弯头。制作方法为采用钢板卷筒，用高M焊丝焊接完成后采用模具热压成型，焊丝含 Ni质量为3. 6%，其中成型温度1000°C，管件成型后最终采用淬火加回火工艺，淬火温度 1050°C，回火温度650°C，冷却速度大于15°C /s。焊丝质量百分比组成C0. 1Si0.35Mn1.5P0. 016S0.01Ni3.6Mo0. 5Cr0.1Cu0.3V0. 1Ti0.1B0.1
余量为i^e。焊丝直径为4. 2_。实施例3
权利要求
1. 一种X80钢，其特征在于按质量百分比由以下元素组成C 0. 05-0. 1Si0. 1-0. 3Mn1. 2-1. 9P 彡 0.015S彡 0. 01Al彡 0. 05Ni 0. 6-3. 5Cr0. 08-0. 4Cu0. 05-0. 3V 彡 0. 05Nb0. 03-0. 1Mo0. 1-0. 35Ti 彡 0.02B彡 0. 001余量为狗；控制 Ceq 为 0. 39-0. 5%ρ cm 为 0. 15-0.25%。
2.权利要求1所述的一种X80钢所制耐低温管件，其特征在于，所述耐低温管件为三通或弯头。
3.如权利要求2所述的一种X80钢所制耐低温管件，其特征在于，所述三通或弯头的直径为406 1422mm、壁厚为15 60mm。
4.权利要求2或3所述的耐低温管件的制作方法为所述X80钢制成钢板，钢板卷筒， 用焊丝焊接完成后采用模具热压成型，其中模具热压成型温度为800 100(TC，管件成型后最终采用淬火加回火工艺，淬火温度900 1050°C，回火温度520 650°C，冷却速度大于15°C /s，所用焊丝中含Ni质量百分比为2. 5-3. 6%。
全文摘要
本发明公开了一种X80钢，按质量百分比由以下元素组成C0.05-0.1Si0.1-0.3Mn1.2-1.9P≤0.015S≤0.01Al≤0.05Ni0.6-3.5Cr0.08-0.4Cu0.05-0.3V≤0.05Nb0.03-0.1Mo0.1-0.35Ti≤0.02B≤0.001余量为Fe，Ceq为0.39-0.5% pcm为0.15-0.25%；及其所制耐低温管件。以上述成分的钢板卷筒，焊接后热压成型，控制回火和淬火温度制成三通或弯头。本发明的耐低温X80钢管件耐-45℃的低温，适合高寒地带石油、天然气输送管道使用。
文档编号C22C38/54GK102242323SQ20111024576
公开日2011年11月16日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者付彦宏, 姚洪昆, 张海波, 赵志伟, 陈延军, 雷庆, 高奔 申请人:中国石油集团渤海石油装备制造有限公司, 巨龙钢管有限公司